摘要：金属矿产资源勘查和开发中，离不开物探技术的应用。随着采矿业的快速发展，对物探技术也提出了更高要求。金属矿产勘查中常用的物探技术包括水文法、地震法、磁法、重力法和电法，文章总结了不同技术方法的优点和缺点，分析了综合物探在多金属矿产勘查中的应用技术难点，并结合实际案例，分析了综合物探勘查技术方法的应用效果。文章研究表明，根据多金属矿床的实际情况，采用合适的综合物探技术，能提高矿产勘查效率和质量，为后续资源开发利用提供数据支持。

　　关键词：金属矿产；勘察作业；综合物探

　　金属矿产是一类重要的矿物资源，根据性质和用途的不同，主要分为黑色金属、有色金属、轻金属、贵金属、稀有金属及稀土金属等。截至2022年末，中国已发现矿产资源173种，其中金属矿产59种。虽然金属矿产资源丰富，但人均拥有量较少，且随着市场对金属矿产的需求不断增加，勘查工作成为一个重点。物探是观测、研究地球物理场的变化，来探测地层岩性、地质构造等条件，从而推断地质性状，为金属矿产资源的开发利用提供依据。因单一物探技术的应用有局限，目前综合物探技术得到推广，以下结合实践，为实际勘查工作的开展提供借鉴。

　　1金属矿产勘查中常用的物探技术

　　1.1水文法

　　水文法勘查是查明一个地区的水文地质条件，掌握地下水、地表水的分布、成因及xx规律，判定地层特点。该方法多用于探测矿产的属性，能准确掌握岩层裂隙和空洞的物理信息，直接判断含水层和富水带，其他技术只能间接作出判断。水文法勘查技术优势包括：①能直接获取矿产样本，勘查作业的定位精准、精度高；②深入获取地下矿产的形态和性质，具有较强的探测能力，其适用的地质条件较广；③技术发展运用成熟，相关指标规范化，具有良好的重复性。该技术的缺点是：①钻探作业需要专业的设备工具，需要投入大量的人工和机械，因此勘查作业成本高；②钻探作业会破坏矿床和岩体本身，可能对矿井周边的环境带来不利影响。

　　1.2地震法

　　地震法勘查是人工激发引起地震波在地下传播，通过观测分析地震波的传播规律，推断地下岩层的形态和性质。以其中的反射法为例，地震波在岩层界面传播中，部分能量被反射，部分能量透过界面继续传播。地下每个波阻变化的界面，如断层面、地层面、不整合面，均会产生反射波，在地表使用装置接收反射波，分析后就能查明地下岩层的结构形态。地震法的勘查深度为数十米至数十千米，相比于其他物探技术，该技术方法的优势是勘查精度高、穿透深度大，对地下岩层的分层更加详细，能提供丰富的地质细节。缺点是一次性投资大、设备占地面积大等。

　　1.3磁法

　　磁法勘查是观测分析由岩石、矿石或其他探测对象磁性差异引起的磁异常，来查明地质构造、矿产资源的分布规律。不同岩石有不同磁性，能产生不同的磁场，其中铁磁性矿物的含量愈高、其磁性也就越强。得益于电子式磁力勘探仪的发展与应用，磁法勘查精度明显提高，不论是数据整理和分析，还是资料存储和成果展示，均发生了较大变化。磁法勘查的技术优势包括：①设备小型方便操作，勘查作业成本低、效率高；②适用范围广，不受地域限制，可提供全球磁异常信息；③该技术具有非侵入性，不会对地下岩体结构造成损害。其缺点在于：①对地下材料的导电性要求高，在低盐浓度土壤中的应用效果差；②对地下结构的深度、大小有一定限制，大规模勘查工作中需结合其他勘查技术方法。

　　1.4重力法

　　重力法勘查是利用岩体矿体的密度差异，以及由此引起的重力变化，推断地下岩体矿体的埋藏情况，查明矿体的位置和构造特点。近年来，随着重力仪勘探精度提高，其应用范围也在扩大，能完成研究地壳的深部构造、勘探可燃性矿床、查明区域构造、勘探金属矿床、寻找近地表的高密度矿体等勘查任务。总结起来，重力法勘查技术的优势包括：①勘查深度大，操作简单，成本较低；②针对密度低、体积小的矿体，探测效果更好。该技术的缺点则是受重力场空间分布、人为因素的影响明显，其勘查结果的精度不高。

　　1.5电法

　　电法勘查是根据地下岩石矿体的电化学、电磁学性质不同，通过观测研究电化学场、电磁场的分布和时间特性，查明地质构造并寻找矿床。目前，电法勘查主要分为两大类：一类是直流电法，如充电法、电阻率法、直流激发极化法；另一类是交流电法，如电磁法、大地电磁场法、交流激发极化法。以瞬变电磁法为例，技术优势包括：①勘查作业效率高、分辨能力强，尤其寻找低电阻率矿体的敏感度更好；②深度测量和剖面测量同时完成，能提供更多有价值的信息。该技术的缺点则是容易受到现场环境干扰，如电力设施、金属结构，可能导致勘测结果不可靠。

　　表1对比了重力法、电磁法和综合物探法的勘查效能，可见相较于单一的物探技术，综合物探法的整体勘查效能更高。

　　2综合物探的应用技术难点

　　2.1数据重复与干扰

　　多金属矿产勘查中，综合物探技术虽然具有精度高、效率高的优点，但在长期开采过程中，也会造成数据重复问题，加剧数据统计工作的难度。造成数据重复的原因，主要是环境和人为因素的干扰，前者如特殊的地质构造，后者如采矿活动。在此干扰下，综合物探勘查作业中采集到的数据，不符合行业技术标准要求，甚至出现明显错误。例如，大冶铁矿在长期开采中，其人文干扰尤为严重，导致深部矿体产生的信号较弱。

　　2.2深部信号识别困难

　　多金属矿产资源的深部勘查中，采用综合物探技术预测矿体深度是一个重要环节，可通过分析磁场信号确定。对于深度较大的多金属矿床，其探测深度一般在500~1000m[4]。然而，一方面深部矿床产生的信号相对较弱，另一方面会呈现出区域场特征，这就导致信号的识别和区分变得非常困难。尤其是在有干扰的条件下，识别弱信号更加具有挑战性。

　　2.3勘查管理问题

　　物探技术作为矿产勘查开发工程中的一个重要环节，与其他工程项目类似，也存在管理上的问题，成为技术应用中的一个难点。具体来看，一是受到国家政策、市场环境、安全、矿权范围划定、生产监管等影响，相关的管理部门较多，可能导致管理上的交叉和矛盾，增加审批手续的复杂性，限制物探技术和采挖作业实施。二是专业技术人员数量不足，尤其缺少有知识技术、有实操经验的复合型人才，从而限制了综合物探技术的应用。

　　3工程案例分析

　　3.1研究区地质概况

　　某地区位于西南褶皱系、右江褶皱带，目前地矿局对浅部矿产开展了勘查工作，取得一定成果；但深部矿产的勘查尚未有效开展。近年来，随着电法、磁法、电磁法等技术的发展运用，为深部矿产的勘查提供了有效手段，遂展开深度矿产勘查工作。

　　该研究区主要是背斜构造，通过钻孔取样，实测白云岩、灰岩、粉砂岩、黏土岩和蚀变体的物性特征见表2。可见，各岩层电阻率最大的是灰岩，最小的是黏土岩；极化率最大的是蚀变体，最小的是黏土岩。其中，蚀变体与黏土岩的电阻率、极化率均存在较大差异，电性表现相对低电阻率+高极化率的特点，满足电法勘查的要求，最终采用音频大地电磁法（AMT）、可控源音频大地电磁法（CSAMT）和时间域激电测深法（TDIP）。

　　3.2综合物探勘查技术方法

　　3.2.1 AMT法

　　AMT法的场源是大地电磁场，利用设备观测电场水平分量、磁场水平分量，根据电场振幅、磁场振幅，计算阻抗相位和电阻率参数，根据这一结果推断地质构造特点。在多金属矿产勘查中，AMT法的频率为1~10000Hz，探测深度最大达到2000m。在本工程中，AMT勘查工作在现场布设1个剖面，总长度3km，相邻两点的距离为200~300m，共计15个测点。

　　3.2.2 CSAMT法

　　CSAMT法是在AMT法的基础上进行的改进，它将大地电磁法、AMT法的技术优势相结合，进一步提高了勘查效能。和AMT法相比，CSAMT法采用人工控制的场源做频率测深，其一能克服天然场源信号较弱的缺点，通过控制源波形和信号强度，提高了精度和控制强度，能减小天气、地貌、地下物性等因素的干扰。其二利用人为产生的电磁信号，可通过调整参数来加快测量速度，因此勘查作业的速度加快。其三经探测得到的数据，经复杂处理后可得到更为准确、可靠的地下结构信息，且处理过程由计算机完成，可减轻人工作业量。在本工程中，CSAMT勘查工作在现场布设1个剖面，该剖面与AMT剖面的后半段相重合，总长度2.2km，相邻两点的距离为40~50m，共计40个测点。

　　3.2.3 TDIP法

　　TDIP法的勘查作业原理：金属矿中含有的金属矿物颗粒，外加电场后会被极化，周围形成二次场，观测二次场就能查明矿化带、矿化富集带圈，在这个过程中，改变收发信号的距离就能测量得到深度。采用TDIP法进行勘查，能得到矿石的两个关键信息：一是视电阻率，二是视充电率。相关研究表明，激电测量操作中，有很多因素会影响地下矿石的充电率，常见如矿石中电子导电矿物的含量、矿石的结构特征、地层构造等[6]。本工程中，TDIP勘查工作在现场布设1个剖面，该剖面与CSAMT剖面相重合，勘查作业中采用偶极－偶极装置。、

　　3.3勘查结果

　　3.3.1矿体响应情况分析

　　AMT法的7#点、CSAMT法的10#点、TDIP法的22#点，电阻率探测结果见表3。分析可知：在不整合面矿化带上，这3种勘查方法均表现出相对高阻异常的特点，尤其后两种方法的特征更明显，而在断层含矿带上，因含水、岩体破碎的影响，视电阻率呈相对低值异常。

　　3.3.2探测深度分析

　　在探测深度上，3种方法结果如下：①TDIP法获取的数据量最大，对地层构造反应更详细，但探测深度有限。②在CSAMT剖面上，500m以下的电阻率呈逆势，这不符合灰岩的电性，可能是受到探测深度的影响。③在进场区，CSAMT法的有效探测深度小于AMT法，且视电阻率曲线在双对数坐标中表现为45°上升的态势。

　　3.3.3剖面探测分析

　　通过对比3种方法的剖面探测图可知，①对于不整合地层界面，AMT法、CSAMT法勘查得到的地下构造分布特征更加清晰；对于断裂构造带，CSAMT法比AMT法反映的信息更加准确。②TDIP法对地下构造的反应不清晰、不明显，对低阻-高极化异常区的识别更为准确，其勘查结果与剖面图相吻合。

　　3.3.4综合比较

　　AMT法对地层构造的反应明显，探测深度达到2km，适用于多金属矿产勘查作业。CSAMT法的抗干扰能力更强，但受到进场区的影响，探测深度仅为1km。TDIP法能准确反映矿体的激电效应，以及矿体与围岩的充电率差异，适用于埋深较浅的地层。将以上3种方法联合起来形成综合物探技术，能达到取长补短的效果，提高多金属矿产勘查结果的准确性。

　　4结语

　　综上所述，金属矿产勘查中常用的物探技术方法较多，综合物探技术的应用能进一步提高勘查效能。值得注意的是，由于多金属矿产资源具有一定特殊性，综合物探技术的应用存在一些难点，如数据重复与干扰、深部信号识别困难、理论与技术水平不足、勘查管理问题等，提示相关机构和从业人员加以关注。

　    参考文献：

　　［1］张伟.浅析综合物探在多金属矿产勘查中的应用及难点［J］.房地产导刊，2019（36）：121-122.

　　［2］曹凯，关继凯，孙京京.物探技术在深部金属矿产勘查中的应用研究［J］.世界有色金属，2018（19）：126+128.

　　［3］苏永锋，杨庆华，xx勋.不同物探方法在锡林郭勒盟多金属矿勘查中的应用［J］.中国资源综合利用，2023，41（12）：58-61.

　　［4］李邦勇.不同物探方法在深部金矿勘查中的应用对比研究［J］.山西冶金，2020，43（4）：65-67.

　　［5］李学海.深部金属矿勘查中常用物探方法与应用［J］.世界有色金属，2023（5）：121-123.

　　［6］杨志.地质矿产勘查深部找矿方法［J］.冶金与材料，2023，43（10）：129-131.